一种含有机物含放射性核素废液的处理方法

技术领域

本发明属于处理方法，具体涉及一种含有机物含放射性核素废液的处理方法。

背景技术

在目前的核燃料元件生产过程中，由于燃料元件种类越来越多，制造方法也越来越多，在生产制备燃料元件的过程中，会产生各种不同类型的含铀和(或)含钍等放射性废水，包括碱性的、酸性的和带有有机物的，等等。为实现核能的和平利用和可持续发展，这些含放射性废液必须经过一定的处理，使其满足国家排放标准的要求。通常传统的含铀和(或)含钍废液可以直接通过离子交换或吸附法进行处理，例如可通过离子交换树脂进行交换处理，或通过吸附剂进行吸附处理，一般吸附剂包括硅胶、沸石、活性炭等。但是对于废液中同时含有大量有机物时，上述离子交换法或吸附剂难以进行处理，树脂或吸附剂容易被有机物污染失活。造成废液难以处理。

发明内容

本发明的目的在于提供一种既含有机物又含放射性核素的废液的处理方法，以解决传统的含铀和(或)含钍废液在使用离子交换或吸附法进行处理时，废液中若含有大量有机物时，吸附剂会短时间内中毒失去吸附能力。本方法通过对含有机物含放射性核素的废液进行预处理，分离出固体颗粒并调节pH至中性，再脱除废液中的有机物，最后利用硅胶吸附脱除放射性核素(铀和(或)钍)，最终实现废液的达标排放。

本发明是这样实现的：一种含有机物含放射性核素废液的处理方法，包括以下步骤：

1)待处理废液预处理，包括调节废液的pH和过滤。控制待处理废液无固体杂质或有机絮状物；

2)将处理后的待处理废液通入到装有活性炭吸附剂的装置中，或直接将活性炭加入到待处理废液中进行搅拌吸附；

3)将经过活性炭处理去除有机物后的废液再次通入到装有硅胶吸附剂的装置中，或直接将活性炭加入到待处理废液中进行搅拌吸附；其中，可以根据处理后的结果选择经过两级甚至更多级的吸附装置；处理后的废水其有机物含量及铀和/或钍含量均达到排放标准。

如上所述的一种含有机物含放射性核素废液的处理方法，其中，步骤1)进一步包括：使用硝酸或氢氧化钠调节待处理废液的pH值至中性，保证废液pH＝6-8。

如上所述的一种含有机物含放射性核素废液的处理方法，其中，步骤1)过滤处理，可以使用絮凝剂(如明矾)对废液进行絮凝处理，再采用滤纸对待处理废液进行过滤。

如上所述的一种含有机物含放射性核素废液的处理方法，其中，步骤2)中吸附柱中填充的活性炭的性质为：碳材料颗粒直径0.5-50mm，吸附材料孔径为50-1500μm，比表面积为100-10000m

如上所述的一种含有机物含放射性核素废液的处理方法，其中，步骤2)中吸附反应的条件为：温度0～40℃，接触时间大于等于15min。

如上所述的一种含有机物含放射性核素废液的处理方法，其中，步骤2)中吸附方式可以是废液通过静态吸附柱，也可以是将废液与吸附剂直接混合后进行机械搅拌混合。

如上所述的一种含有机物含放射性核素废液的处理方法，其中，步骤3)中吸附柱中填充的硅胶的性质为：颗粒形状为球形、棒状或无定形。直径0.2-10mm，吸附材料孔径为50-500μm，比表面积为100-10000m

如上所述的一种含有机物含放射性核素废液的处理方法，其中，步骤3)中吸附反应的条件为：温度0～40℃，接触时间大于等于15min。

如上所述的一种含有机物含放射性核素废液的处理方法，其中，步骤3)中吸附方式可以是废液通过静态吸附柱，也可以是将废液与吸附剂直接混合后进行机械搅拌混合。

如上所述的一种含有机物含放射性核素废液的处理方法，其中，步骤2)和3)中的吸附顺序不得改变，且可以根据实际需要，选择经过一级、两级甚至更多级的吸附装置进行去除有机物和铀或钍。

本发明的显著效果是：通过本发明中涉及到的处理方法，含有机物含放射性核素(如铀和/或钍)废液经过处理后，其经过本方法处理后有机物含量降至一级排放标准(以化学耗氧量计COD可降低至100mg/L以下)，铀/钍浓度可降低至50ug/L，均达到了国家规定的排放标准。而采用传统方法进行处理后，其放射性核素浓度基本在500ug/L左右。

具体实施方式

一种含有机物含铀和(或)含钍废液的处理方法，包括以下步骤：1)待处理废液预处理，包括调节废液的pH和过滤。控制待处理废液无固体杂质或有机絮状物；2)将处理后的待处理废液通入到装有活性炭吸附剂的装置中，或直接将活性炭加入到待处理废液中进行搅拌吸附；3)将经过活性炭处理去除有机物后的废液再次通入到装有硅胶吸附剂的装置中，或直接将活性炭加入到待处理废液中进行搅拌吸附；其中，可以根据处理后的结果选择经过两级甚至更多级的吸附装置；处理后的废水其有机物含量及铀和(或)钍含量均达到排放标准。

进一步地，步骤1)进一步包括：使用硝酸或氢氧化钠调节待处理废液的pH值至中性，保证废液pH＝6-8。

进一步地，步骤1)过滤处理，可以使用絮凝剂(如明矾)对废液进行絮凝处理，再采用滤纸对待处理废液进行过滤。

进一步地，步骤2)中吸附柱中填充的活性炭的性质为：碳材料颗粒直径0.5-50mm，吸附材料孔径为50-1500μm，比表面积为100-10000m

进一步地，步骤2)中吸附反应的条件为：温度0～40℃，接触时间大于等于15min。

进一步地，步骤2)中吸附方式可以是废液通过静态吸附柱，也可以是将废液与吸附剂直接混合后进行机械搅拌混合。

进一步地，步骤3)中吸附柱中填充的硅胶的性质为：颗粒形状为球形、棒状或无定形。直径0.2-10mm，吸附材料孔径为50-500μm，比表面积为100-10000m

进一步地，步骤3)中吸附反应的条件为：温度0～40℃，接触时间大于等于15min。

进一步地，步骤3)中吸附方式可以是废液通过静态吸附柱，也可以是将废液与吸附剂直接混合后进行机械搅拌混合。

进一步地，步骤2)和3)中的吸附顺序不得改变，且可以根据实际需要，选择经过一级、两级甚至更多级的吸附装置进行去除有机物和铀(钍)。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：处理对象的范围更广；可以在常温下进行，同时亦能保证吸附剂长时间可靠的吸附。

上述方法可以概括如下：

将待处理废液经过中和处理后，调节废液的pH为6-8，在此过程可根据废液具体情况选择是否加入絮凝剂，然后过滤，滤液通入到装有碳基吸附材料活性炭的装置中，使有机物含量降至目标值，再将去除有机物后的废液通过装有硅胶吸附剂的装置，最后处理后的废水其有机物含量及铀和(或)钍含量均达到排放标准。

下面给出两个具体的例子。

实施例1

处理对象为某燃料元件生产过程中产生的含铀及有机物废水，其组成成分为[U]浓度为45mg/L，有机物种类包括尿素、四氢糠醇(4-HF)、甲基纤维素(MC)和聚乙烯醇(PVA)等，废液呈强碱性。

处理过程：本次处理的废水为碱性废水，废水预处理过程为处理前先加入适量浓硝酸(65％)，中和调节待处理废液的pH≈7.3；处理后溶液中含有细小的悬浮物，为防止直接吸附造成吸附剂堵塞，此时，向废水中加入少量的明矾[KAl(SO4)2]絮凝剂，开启搅拌，搅拌速度设为200rpm，搅拌0.5h后，用滤纸或滤布进行过滤；过滤后的滤液加去离子水调节铀浓度至6.5-7mg/L，连续通入两级活性炭吸附柱和两级硅胶吸附柱，进行吸附，控制待吸液在柱内的停留时间，每根吸附柱停留时间约为40min，吸附处理后的废水测定其有机物含量和铀含量，均满足废水排放要求。

实施例2

处理对象为某燃料元件生产过程中产生的含铀及有机物废水，其组成成分为[Th]浓度为28mg/L，有机物主要包括尿素，溶液呈强酸性，酸度为1.2mol/L。

处理过程：废水预处理，本次处理的废水为酸性废水，处理前先加入适量NaOH粉末，中和调节待处理废液的pH＝6.8；处理后溶液中含有少量固体沉淀，为防止直接吸附造成吸附孔道剂堵塞，此时，将废水用滤纸或滤布进行过滤；过滤后的滤液加去离子水调节铀浓度至6.5-7mg/L，连续通入两级活性炭吸附柱和两级硅胶吸附柱，进行吸附，控制待吸液在柱内的停留时间，每根吸附柱停留时间约为40min，吸附处理后的废水测定其有机物含量和铀含量，均满足废水排放要求。